[發(fā)明專利]一種五自由度穿戴式腳踝康復(fù)行走機器人及其使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810316508.0
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108433948A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王國印;陳建文;孫昊;郭悅;周長林;董鑫宇;林盛欣
• 申請（專利權(quán)）人: 超微（上海）骨科醫(yī)院管理股份有限公司
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00;A61H1/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 劉憲池

1.一種五自由度穿戴式腳踝康復(fù)行走機器人，適用于左腳或者右腳，其特征在于：它包括剛性鞋底、小腿上固定套筒以及小腿下固定套筒，所述小腿上固定套筒、小腿下固定套筒以及剛性鞋底之間連接有包覆在小腿、踝關(guān)節(jié)以及足踝部的軟性材料的綁縛結(jié)構(gòu)，所述剛性鞋底前端兩側(cè)分別活動連接有可伸縮的第一前電動推桿和第二前電動推桿，剛性鞋底后端兩側(cè)分別活動連接有可伸縮的第一后電動推桿和第二后電動推桿，剛性鞋底前端頂端處活動連接有可伸縮的第三前電動推桿，所述第一前電動推桿底端、第二前電動推桿底端、第三前電動推桿底端、第一后電動推桿底端以及第二后電動推桿底端均設(shè)有壓力傳感器，所述壓力傳感器通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與計算機控制系統(tǒng)控制連接，所述第一前電動推桿、第二前電動推桿、第三前電動推桿、第一后電動推桿以及第二后電動推桿的中央，均設(shè)有可折疊結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種五自由度穿戴式腳踝康復(fù)行走機器人，其特征在于：所述小腿上固定套筒兩側(cè)分別設(shè)有第一上剛性連接件和第二上剛性連接件，所述小腿上固定套筒的前側(cè)設(shè)有第三上剛性連接件，所述小腿下固定套筒兩側(cè)分別設(shè)有第一下剛性連接件和第二下剛性連接件，所述剛性鞋底的前端兩側(cè)分別設(shè)有第一前剛性連接件和第二前剛性連接件，所述剛性鞋底前端頂端設(shè)有第三前剛性連接件，所述剛性鞋底后端兩側(cè)分別設(shè)有第一后剛性連接件和第二后剛性連接件，所述第一前電動推桿的頂端和底端分別與所述第一上剛性連接件和第一前剛性連接件活動連接，所述第二前電動推桿的頂端和底端分別與所述第二上剛性連接件和第二前剛性連接件活動連接，所述第三前電動推桿的頂端和底端分別與所述第三上剛性連接件和第三前剛性連接件活動連接，所述第一后電動推桿的頂端和底端分別與所述第一下剛性連接件和第一后剛性連接件活動連接，所述第二后電動推桿的頂端和底端分別與所述第二下剛性連接件和第二后剛性連接件活動連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種五自由度穿戴式腳踝康復(fù)行走機器人，其特征在于：所述第一前電動推桿底端的壓力傳感器、第二前電動推桿底端的壓力傳感器、第三前電動推桿底端的壓力傳感器、第一后電動推桿底端的壓力傳感器以及第二后電動推桿底端的壓力傳感器均通過球鉸分別與對應(yīng)的第一前剛性連接件、第二前剛性連接件、第三前剛性連接件、第一后剛性連接件以及第二后剛性連接件活動連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種五自由度穿戴式腳踝康復(fù)行走機器人，其特征在于：所述任意一個可折疊結(jié)構(gòu)包括上推桿和下推桿，所述上推桿和下推桿中間通過一連接片與螺絲配合可拆卸連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種五自由度穿戴式腳踝康復(fù)行走機器人，其特征在于：所述上推桿與下推桿連接端均設(shè)有連接片容置槽，所述連接片的兩端分別設(shè)在所述上推桿和下推桿的容置槽內(nèi)，所述連接片兩端面上均設(shè)有條形通孔，所述上推桿和下推桿的容置槽內(nèi)均設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸穿過所述條形通孔使連接片兩端分別與所述上推桿和下推桿轉(zhuǎn)動連接，所述上推桿和下推桿與連接片連接的端部均通過螺絲與連接片固定，所述螺絲穿過所述條形通孔。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種五自由度穿戴式腳踝康復(fù)行走機器人，其特征在于：所述連接片的長度小于等于上推桿和下推桿的容置槽的長度之和，大于上推桿和下推桿兩個端部的寬度之和。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種五自由度穿戴式腳踝康復(fù)行走機器人，其特征在于：所述腳踝處以及腳踝上方的綁縛結(jié)構(gòu)均包括軟皮套和綁帶，所述軟皮套上設(shè)有過孔，所述綁帶穿過過孔綁縛在軟皮套上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種五自由度穿戴式腳踝康復(fù)行走機器人的使用方法，其特征在于：其使用步驟為：

(1)將患者的腳放置在所述剛性鞋底上，綁緊剛性鞋底上方、腳踝處以及腳踝上方的綁縛結(jié)構(gòu)；

(2)使第一、第二、第三前電動推桿以及第一、第二后電動推桿都進入隨動方式，由醫(yī)生對損傷部位進行康復(fù)訓(xùn)練活動，由計算機控制系統(tǒng)通過壓力傳感器上傳到采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，記錄訓(xùn)練時各電動推桿伸縮量和壓力大小和方向變化的閾值，包括不同訓(xùn)練動作的閾值；

(3)醫(yī)生不參與，由患者自主進行康復(fù)訓(xùn)練，通過各電動推桿伸縮量和壓力大小和方向的變化情況，識別患者所做的訓(xùn)練動作并上傳，壓力傳感器實時記錄和上傳患者的用力情況，當(dāng)對任意電動推桿的力驟減時，計算機控制系統(tǒng)控制各電動推桿進入助力模式，各電動推桿帶動腳到已識別和記錄的訓(xùn)練動作閾值的位置，并停留一段設(shè)定的時間，最后回到初始位置，等待下一個訓(xùn)練動作。